Claims (3)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Halterung für einen Werkzeugantrieb, insbesondere für ein Entgratwerkzeug, das von einem Roboter gesteuert ist, mit einem Werkzeug (1), das in einer Werkzeugaufnahme (2, 3) gehalten ist, welche Werkzeugaufnahme gegenüber eine Halterung (5) um die Werkzeugachse schwenkbar ist und Mitteln zur Erzeugung eines Rückstellmoments auf das Werkzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Werkzeugaufnahme (2, 3) und der Halterung (5) eine kugelgelenkartige Schwenkvorrichtung (4, 6) vorgesehen ist, deren eine Kugelfläche an der Werkzeugaufnahme (2) und deren andere Kugelfläche an der Halterung (5) ausgebildet sind, dass an der Halterung (5) eine zur Werkzeugachse konzentrische Ringnut (10) ausgebildet ist, die am offenen Ende der Ringnut (10) durch einen O-Ring (11) verschlossen ist, dass an der Werkzeugaufnahme (3) ein zum Werkzeug konzentrisches Rohr (17) vorgesehen ist, dessen freies Ende (16) in die besagte Ringnut (10) eintauchbar ist, und dass Mittel (12) zur Beaufschlagung des Ringraumes zwischen Ringnutgrund und O-Ring (11) mit einem Druckmedium vorgesehen sind.1. Holder for a tool drive, in particular for a deburring tool that is controlled by a robot, with a tool (1) that is held in a tool holder (2, 3), which tool holder can be pivoted about the tool axis relative to a holder (5). and means for generating a restoring moment on the tool (1), characterized in that between the tool holder (2, 3) and the holder (5) a ball-joint-like pivoting device (4, 6) is provided, one spherical surface of which is on the tool holder ( 2) and the other spherical surface of which are formed on the holder (5), so that an annular groove (10) concentric to the tool axis is formed on the holder (5), which is formed at the open end of the annular groove (10) by an O-ring (11) is closed, that a tube (17) concentric to the tool is provided on the tool holder (3), the free end (16) of which can be immersed in said annular groove (10), and that means (12) for pressurizing the annular space between the annular groove bottom and O-ring (11) are provided with a pressure medium.
2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme zweiteilig ausgebildet ist und einen oberen (3) und einen unteren Flansch (2) aufweist, dass beide Flansche mit koaxialen Bohrungen versehen sind, in welche das Werkzeug einführbar und dort fixierbar ist, dass beide Flansche über eine abgeflachte Kugel (4) miteinander verbunden sind, und dass an der Halterung (4) ein weiterer Ring (6) mit innenliegender Kugelpfanne vorgesehen ist.2. Holder according to claim 1, characterized in that the tool holder is designed in two parts and has an upper (3) and a lower flange (2), that both flanges are provided with coaxial bores into which the tool can be inserted and fixed there, that both flanges are connected to each other via a flattened ball (4), and that a further ring (6) with an internal ball socket is provided on the holder (4).
3. Halterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der Ringnut (10) mit vorspringenden Lippen (13,14) versehen sind, um ein Heraustreten des O-Rings (11) bei Druckbeaufschlagung des Ringraums der Ringnut (10) zu verhindern.3. Holder according to Claim 1 or 2, characterized in that the edges of the annular groove (10) are provided with projecting lips (13,14) in order to prevent the O-ring (11) from escaping when the annular space of the annular groove (10) is pressurised. to prevent.
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halterung für einen Werkzeugantrieb, insbesondere Entgratungswerkzeug, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a holder for a tool drive, in particular a deburring tool, according to the preamble of patent claim 1.
Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung Bezug auf einen Stand der Technik, wie er sich beispielsweise aus der US-Zeitschrift «American Machinist», May 1985, S. 133, ergibt.With this generic term, the invention makes reference to prior art as can be found, for example, in the US journal “American Machinist”, May 1985, p. 133.
Entgratungswerkzeuge werden zur Bearbeitung verschiedenartigster Materialien eingesetzt. Dabei ist das Werkzeug in eine nachgiebige Halterung eingespannt und wird von einem Roboter gesteuert. Folgende Materialien werden heute auf diese Weise bearbeitet: Aluminium-Guss, Stahl- und Grauguss, Gesenkschmiedestücke, Stahlteile, glasfaserverstärkte Kunststoffe. Dabei kommen folgende Verfahren zur Anwendung: Fräsen, Feilen, Bürsten, Schleifen, Senken.Deburring tools are used to process a wide variety of materials. The tool is clamped in a flexible holder and controlled by a robot. The following materials are processed in this way today: cast aluminium, steel and gray cast iron, drop forgings, steel parts, glass fiber reinforced plastics. The following processes are used: milling, filing, brushing, grinding, countersinking.
Um Unebenheiten der zu bearbeitenden Werkstückpartie, Werkstück- und Aufspanntoleranzen, unterschiedliche Gratbildung sowie Abnützung des Werkzeugs (z.B. Rundbürste) auszugleichen, wird das Werkzeug zumeist mitsamt seinem Antrieb nachgiebig an seiner Halterung angeordnet, z.B. unter Verwendung von Blattfedern (vgl. a.a.O. rechte Spalte oben). Auch bei Greifern für Handhabungsgeräte ist die federnde Abstützung des Greifers gegenüber dem Arm, an welchem der Greifer befestigt ist, bekannt (DE-OS 2 504 127, Fig. 2b).In order to compensate for unevenness in the part of the workpiece to be machined, workpiece and clamping tolerances, different burr formations and wear on the tool (e.g. round brush), the tool is usually arranged flexibly together with its drive on its holder, e.g. using leaf springs (see loc. a.o. right column above) . The resilient support of the gripper relative to the arm to which the gripper is attached is also known in the case of grippers for handling devices (DE-OS 2 504 127, FIG. 2b).
Es wurde ferner vorgeschlagen, zwischen Werkzeug und Halterung eine Vielzahl kreisförmig angeordneter diskreter gleichartiger Pneumatik-Zylinder anzuordnen, die an eine gemeiname Druckluftquelle angeschlossen sind. Diese Lösung ermöglicht jedoch keinen kompakten Aufbau und ist zudem teuer.It has also been proposed to arrange a plurality of discrete pneumatic cylinders of the same type arranged in a circle between the tool and the holder, which cylinders are connected to a common compressed air source. However, this solution does not allow a compact structure and is also expensive.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Halterung zu schaffen, bei welcher die Anpresskraft des Werkzeugs in einem weiteren Bereich einstellbar ist und eine praktisch gleichbleibende Auslenkkraft über den gesamten Auslenkbereich erzielbar ist.Proceeding from the state of the art, the object of the invention is to provide a holder in which the contact pressure of the tool can be adjusted over a wide range and a practically constant deflection force can be achieved over the entire deflection range.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Patentansprüchen gekennzeichnete Erfindung.This problem is solved by the invention characterized in the patent claims.
Die Erfindung, ihre Weiterbildungen sowie die damit erzielbaren Vorteile werden nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention, its developments and the advantages that can be achieved with it are explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment illustrated in the drawing.
In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein elektrisch oder pneumatisch angetriebenes Entgratungswerkzeug 1 an seinem zylindrischen Mittelteil in einer zweiteiligen Werkzeugaufnahme, bestehend aus einem unteren Flansch 2 und einem oberen Flansch 3 eingespannt, z.B. geklemmt. Die aufeinanderzugerichteten Enden der Flansche 2, 3 sind abgesetzt. Diese Absätze greifen in die Bohrung einer abgeflachten Kugel 4 ein und sind darin fixiert, die Achse der Bohrung fällt mit der Drehachse des Werkzeugs zusammen.In the single figure of the drawing, an electrically or pneumatically driven deburring tool 1 is clamped, e.g. clamped, at its cylindrical central part in a two-part tool holder consisting of a lower flange 2 and an upper flange 3. The facing ends of the flanges 2, 3 are offset. These shoulders engage and are fixed in the bore of a flattened ball 4, the axis of the bore coincides with the axis of rotation of the tool.
An einer ringförmigen Halterung 5 ist eine mit der abgeflachten Kugel 4 korrespondierende ringförmige Kugelpfanne 6 angeordnet. Das untere Ende der Halterung 5 trägt eine flanschartige Erweiterung 7. Auf diese Erweiterung 7 ist ein Ring 8 mittels Schrauben 9 befestigt, wobei zwischen dem Ring 8 und dem Aussenumfang der Halterung 5 eine Ringnut 10 gebildet ist. In diese Ringnut 10 ist ein O-Ring 11 aus Elastomer eingelegt, der die Ringnut 10 nur teilweise ausfüllt. Über eine den Flansch 7 im Bereich der Ringnut 10 durchdringende Bohrung 12 kann die Ringnut 10 mit einem Druckmedium, z.B. Druckluft, beaufschlagt werden. Die entsprechende Anschlussarmatur ist — weil an sich bekannt — nicht dargestellt.A ring-shaped ball socket 6 corresponding to the flattened ball 4 is arranged on a ring-shaped holder 5 . The lower end of the holder 5 carries a flange-like extension 7. A ring 8 is fastened to this extension 7 by means of screws 9, with an annular groove 10 being formed between the ring 8 and the outer circumference of the holder 5. In this annular groove 10, an O-ring 11 made of elastomer is inserted, which fills the annular groove 10 only partially. The annular groove 10 can be pressurized with a pressure medium, e.g. The corresponding connection fitting is not shown because it is known per se.
Um ein Herauspressen des O-Ringes 12 bei Druckbeaufschlagung der Ringnut 10 zu verhindern, weisen die Enden der Ringnut umlaufende vorspringende Lippen 13,14 auf, die zwischen sich einen Ringspalt 15 freilassen. In diesen Ringspalt 15 taucht das freie Ende 16 eines Rohres 17, dessen andere Ende am oberen Flansch 3 befestigt ist.In order to prevent the O-ring 12 from being pressed out when the annular groove 10 is subjected to pressure, the ends of the annular groove have circumferential, projecting lips 13, 14 which leave an annular gap 15 free between them. In this annular gap 15 the free end 16 of a tube 17 dives, the other end of which is attached to the upper flange 3 .
Wird die Ringnut mit Druckluft beaufschlagt, presst diese den O-Ring gegen die Lippen 13,14. Der O-Ring seinerseits drückt auf das freie Ende 16 des Rohres 17. Weil nun dieses Rohr mit dem oberen Flansch 3 und damit auch mit dem Werkzeug 1 starr verbunden ist, wird letzteres in einer definierten Mittelstellung gehalten.If compressed air is applied to the annular groove, this presses the O-ring against the lips 13,14. The O-ring in turn presses on the free end 16 of the tube 17. Because this tube is now rigidly connected to the upper flange 3 and thus also to the tool 1, the latter is held in a defined middle position.
Wird nun das Werkzeug 1 gegen das zu entgratende Werkstück 18 oder vice verso bewegt, so wirkt auf das Werkzeug 1 eine Auslenkkraft K, die auf dem Weg über das Rohr 17 auf den O-Ring 11 wirkt, was dazu führt, dass die rechte Hälfte des Rohrs 17 tiefer in den Ringspalt 15 eintaucht (Pfeil 19), während die gegenüberliegende Seite eine entgegengesetzte Bewegung ausführt. Durch Verändern des Druckes in der Ringnut 10 lässt sich auf diese Weise die Auslenkung und auch die Auslenkkraft in weiten Grenzen einstellen, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass die Auslenkkraft über einen bestimmten Auslenkbereich (bei Entgratungs-werkzeugen typisch bis 5°) annähernd konstant bleibt.If the tool 1 is now moved against the workpiece 18 to be deburred or vice versa, a deflection force K acts on the tool 1, which acts on the O-ring 11 on the way via the tube 17, which means that the right half of the tube 17 dips deeper into the annular gap 15 (arrow 19), while the opposite side performs an opposite movement. By changing the pressure in the annular groove 10, the deflection and also the deflection force can be set within wide limits, with the additional advantage that the deflection force remains approximately constant over a certain deflection range (typically up to 5° for deburring tools).
Die erfindungsgemässe Halterung ist darüber hinaus in allen Lagen einsetzbar, zeichnet sich durch leichte Bauweise aus und kann durch geeignete Zwischenflansche für jeden Robotertyp passend gemacht werden.In addition, the holder according to the invention can be used in all positions, is characterized by a light construction and can be made suitable for any type of robot by means of suitable intermediate flanges.
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SS
1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings